Ao dimensionar a caixa de engrenagens, é importante determinar a velocidade de entrada necessária em rpm e garantir que ela não exceda a capacidade de velocidade máxima. Mas também o velocidade linear dos dentes da engrenagem, conhecida como velocidade da linha de passo, desempenha um papel significativo no desempenho da caixa de engrenagens.
A velocidade da linha de passo é medida na linha de passo da engrenagem, que fica na metade do comprimento dos dentes da engrenagem. Para engrenagens circulares, a linha primitiva é mais corretamente chamada de círculo primitivo, que é um círculo imaginário que rola sem escorregar quando alinhado com o círculo primitivo da engrenagem correspondente.
Tecnicamente falando, uma cremalheira linear possui uma “linha primitiva” e uma engrenagem circular possui um “círculo primitivo”.
A velocidade da linha primitiva é uma função do diâmetro primitivo da engrenagem e de sua velocidade de rotação:
Onde:
PLV = velocidade da linha de passo (m/s)
d p = diâmetro primitivo (m)
ω = velocidade de rotação (rpm)
A velocidade da linha de passo é importante para o projeto e seleção da engrenagem por vários motivos. Primeiro, o padrão 9005-D94 da American Gear Manufacturers Association, Industrial Gear Lubrication, especifica que a velocidade da linha de passo de uma engrenagem é um dos principais critérios para a seleção da lubrificação de engrenagens. A velocidade da linha de passo determina o tempo de contato entre os dentes da engrenagem, o que tem um impacto significativo na viscosidade necessária do óleo. As altas velocidades da linha de passo são geralmente acompanhadas por cargas leves e tempos de contato curtos, tornando os óleos de baixa viscosidade adequados. No entanto, baixas velocidades de linha de passo estão associadas a altas cargas e longos tempos de contato, tornando necessários óleos de alta viscosidade, ou mesmo EP.
Além das considerações de lubrificação, a velocidade da linha de passo também afeta a capacidade de carga e a vida útil dos dentes da engrenagem. A capacidade das engrenagens de transmitir o torque necessário para a vida operacional desejada depende da capacidade dos dentes da engrenagem de resistir às tensões de flexão. A tensão de flexão do dente é determinada pela fórmula de Lewis:
Onde:
σ = tensão de flexão do dente (MPa)
C t = força tangencial no dente (N)
P = passo diamétrico (mm -1 )
F = largura visível (mm)
Y = fator de forma de Lewis
Mas quando os dentes da engrenagem fazem contato inicial, eles sofrem maior tensão, dependendo da velocidade da engrenagem.
